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楼顶光伏的成本及发电效益探析

添加时间:2019-01-09 16:11

  摘    要: 随着国家经济的快速发展, 人们对环境问题日益关注, 特别是严重的大气污染问题使得广大民众苦不堪言。在全球节能减排、能源安全的巨大挑战下, 发展可再生能源成为推动后危机时代经济转型、发展低碳经济的重要手段。但是, 光伏发电作为一种技术成熟的清洁发电方式, 却迟迟不能得到大范围推广。本文就光伏发电在城市中未能普及的情况进行分析并做出合理建议。

  关键词: 光伏发电; 国家政策; 楼顶空间;
 

楼顶光伏的成本及发电效益探析
 

  现阶段, 我国的光伏发电在农村已得到了部分利用, 但尚未普及;而在城市内几乎不见开发利用。经过对石家庄本地市场调查, 进行对于安装成本和成本回收周期的估算, 可以略窥其一二。

  一、光伏发电简介及目前市场状况

  (一) 光伏发电简介

  光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术, 主要由太阳电池板 (组件) 、控制器和逆变器三大部分组成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件, 再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。目前国家出台政策支持光伏发电项目在广大城市及农村普及。

  (二) 光伏发电目前市场状况

  早在2009年, 多晶硅就被定位为十大产能过剩行业之一。中国有95%的市场在国外, 国内仅有5%的市场。出于对产能优化和利用绿色资源的考虑, 开发国内市场显得十分必要。

  二、目前楼顶利用情况及其未能充分利用的简析

  (一) 楼顶利用状况

  对于楼顶空间的利用情况, 大部分高层楼顶处于闲置状态, 即使被利用, 也只是安装了太阳能热水器, 基本没有光伏发电装置。

  (二) 楼顶空间未开发利用原因简析

  楼顶属于公共区域, 未经全体业主同意不得占用, 所以楼顶属于迟迟未开发的区域。且电力局未作出任何关于光伏发电后如何将电力接入国家电网的规划。但楼顶采光良好, 且面积较大, 有很大的利用价值。

  三、对楼顶光伏的成本及发电带来的直接经济收益的计算

  (一) 数据来源及预估数据

  光伏发电设备安装及维护成本400元/m2 (石家庄本地市场调查) ;发电功率100W/m2 (石家庄本地市场调查) ;楼顶可利用面积350m2/单元 (根据对各个小区的询问与考察) ;国家收购电价0.85元/度 (《能源发展战略行动计划 (2014-2020) 》国务院办公厅国办发[2014]31号) ;最少可利用日照时间5h/天 (石家庄本地实际调查并计算) ;设备平均使用寿命25年 (保守20年, 以下按20年) 。

  (二) 理论值计算

  1. 成本计算:光伏发电设备安装及维护成本×楼顶可利用面积=400元/m2×350m2/单元=140000元。

  2. 每年发电带来的直接经济收益:

  (发电功率×楼顶可利用面积×最少可利用日照时间/1000) ×国家收购电价×365天= (100W/m2×350m2/单元×5h/天/1000) ×0.85元/度×365天=54293.75元。

  3. 回收成本时间长度:

  成本/每年发电带来的直接经济收益=140000元/54293.75元≈3年。

  4. 成本回收后收益:

  每年发电带来的直接经济收益×17年=54293.75元×17年=922993.75元。

  四、分析讨论

  (一) 数据分析

  根据以上计算数据可知房产开发商可在三年内回收成本, 并最终可得到90多万元的收益……

  这些钱可以公积金中心作为业主的住房公积金, 用于小区公共设施的维修与保养, 及到光伏设备寿命后期的更新, 或者也可让业主减少支付一部分物业费。

  (二) 关于维修和维护

  1. 维修:由厂家直接负责维修, 按照行业标准检修。

  2. 维护:交由物业提供专人负责, 每周擦拭, 及时清理雨水、积雪, 保持表面受光照吸收效率正常水平。

  (三) 利弊分析

  1. 利端[1]

  (1) 无枯竭危险, 能源质量高[2]安全可靠, 无噪声, 无污染排放外, 绝对干净 (无公害) ; (3) 不受资源分布地域的限制, 可利用建筑楼顶的优势; (4) 建设周期短, 获取能源花费的时间短; (5) 减少楼顶受曝晒程度, 对楼顶起到一定保护作用, 一定程度上减缓楼顶防水层的老化。

  2. 弊端[1]

  (1) 获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关[2]目前相对于火力发电, 发电成本高; (3) 光伏板制造过程中要消耗大量化石能源并造成污染。

  (四) 国家政策

  根据《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》, 使用光伏发电每千瓦时可获国家补贴0.42元/度, 补贴时长:初装二十年。按照上表所计算数据, 此二十年间可获国家补贴: (发电功率×楼顶可利用面积×最少可利用日照时间/1000) ×国家补贴金额×365天×20年= (100W/m2×350m2/单元×5h/天/1000) ×0.42元/度×365天×20年=536550元。

  五、对于楼顶开发光伏发电的构想

  建议国家出台政策, 要求对于楼顶最短日照在5小时以上的楼房, 开发商在建设楼房时, 必须在楼顶安装光伏发电设备, 并将所发电量就近并入国家电网。开发商可通过招投标的方式选取最优厂家并安装对于已建好的楼房, 且楼顶光照时间满足最短可利用时间在5小时以上的可以采用政府主导招标, 由公积金中心支付成本, 进行楼房建成后安装, 发电带来的收入归入公积金中心。也可通过吸引投资方的方式, 对小区楼顶设备进行投资。发电得到的收入按一定比例分成, 一部分归投资方所有, 一部分交给公积金中心, 供全体业主使用。

  六、结语

  光伏发电作为我国可持续发展战略中的重要项目, 推广于民, 是一项造福大众的工程。进行类似光伏发电推广这样的环保能源项目, 将有利于我们贯彻落实国家“既要金山银山, 又要绿水青山”的改革目标, 有利于我国跻身世界强国的行列。因此, 我们认为, 利用楼顶空闲空间光伏发电并入网的项目, 是很有发展前景的。

  参考文献:

  [1]赵争鸣, 孙晓瑛, 刘建政.太阳能光伏发电及其应用[M].北京:科学出版社, 2005.
  [2] 佚名.发改委出台《关于发挥价格杠杆作用促进光伏产业健康发展的通知》[J].电力系统自动化, 2013.